Способ измерения флуктуаций угла прихода излучения

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 1 868496 Союз СоветскмкСоцмалмстмческмкРеспублик 2) Авторы изобретен ский и И. Е. Кожеватов Горьковский ордена Трудового Красного Знамени .научноисследовательский радиофизический институт 71) Заявите ИЕРЕНИЯ ФЛУКТУАЦИИ УГЛА ПРИХ ИЗЛУЧЕНИЯ 4) СПО и интер ч ых.едлагаемомуя флуктуания, основа- учения отта через сре метрами иисточника.да излучения ения изобПоложение ся путем скано щели, раэдка, что и соба явтком известно Недосется ни ость измерении, ающим действием щее этого невозможкая точсглажив ыэванн и, ик следств ерения м ния сред ых флуктуации и алой протяженнос ость иэ сследов о н ги,Изобретение относится к экспериментальной радиооптике и может быть использовано для измерения как непосредственно флуктуаций угла прихода излучения в радиолокации, радионавигации радиоастрономии и т.д., так и% для измерения флуктуаций коэффициента преломпения жидкостей и газов.Известен способ определения флуктуаций угла прихода излучения, в ко 10 торомизлучение от источника света определенной формы пропускают через среду с флуктуирующими параметрами.Иэображение источника проецируют на теневую диафрагму, форма которой сов 15 падает с формой изображения, о флуктуациях угла прихода излучения судят по току фотодетектора, расположенно.- го эа диафрагмой 11 1.Недостатком способа является ма 20 лая точность измерений, обусловленная зависимостью тока фотодетектора т неконтролируемых свойств среды, апример поглощения в ней излучения,2 что приводит к неоднозн претации полученных данНаиболее близким к п является способ иэмерени ций угла прихода иэлуче нный на пропускании изл точечного источника све ду с флуктуирующиии пар формировании изображени О флуктуациях угла прих судят по изменению поло ражения источника света иэображения регистрируе нирования его относител мер которой того же пор размер иэображения 1,2 1.868496 50 Цель изобретения - повышение точности измерений Флуктуаций угла прихода излучения.Поставленная цель достигается тем,что в способе измерения флуктуацийугла прихода излучения, основанном напропускании излучения от точечного источника света через среду с флуктуирующими параметрами и Формировании,изображения источника, преобразуют из- олучениеот точечного источника так,чтобы параллельный пучок лучей, пропущенный через среду с флуктуирующими параметрами, разлагался на монохроматические спектральные составляющие, для которых формируют изображение источника, выделяют участок изображений источника, по которому формируют интерференционную картину и измеряют ее фазу при Фиксированной разности хода лучей.На чертеже представлен вариантблок-схемы устройства, реализующегопредлагаемый способ.25Устройство содержит оптически связанные точечный источник 1 света, коллиматор 2, диспергирующий элемент 3,объектив 4,щелевую диафрагму 5 и интерферометр 6 Майкельсона. Источник301 света имеет равномерную спектральную яркость в интервале длин волн7 о - в "Х , где А о - центральная длина волны, Между коллиматором 2 и диспергирующим элементом 3 располагается среда 7 с флуктуирующими парамет;рами. Интерферометр 6 содержит подвижное 8, делительное 9 и неподвижное 1 О зеркала и электрострикционныйэлемент 11, который обеспечивает перемещение подвижного зеркала 8 по пилообразному закону с амплитудой Ао/2.Элемент 11 соединен с генератором 12пилообразного напряжения который подключен к генератору 13 опорного сигнала. На выходе интерферометра 6 последовательно расположены линза 14Фабри, фотодетектор 15, селективныйусилитель 1: и фазометр 17. Селективный усилитель настроен на частоту,обратную периоду пилообразного напряжения. Один из входов фазометра17 соединен с выходом селективногоусилителя 16, а второй - с генератором 13 опорного сигнала. Выход фазо/метра подключен к регистрирующему 55устройству 18,Способ осуществляется следующимобразом. 4Расходящийся пучок лучей от источника 1 преобразуют в параллельный ,пучок с помощью коллиматора 2. Затем пропускают параллельный пучок лучей через среду 7 с флуктуирующими параметрами. С помощью диспергирующего элемента 3 преобразуют параллельный пучок лучей, прошедший через среду в набор монохроматических лучей с фиксированным направлением распространения для каждой спектральной составляющей, В фокальной плоскости объектива 4 строят набор изображений источника 1, причем каждой спектральной составляющей соответствует свое изображение источника. При прохождении излучения через среду 7 с флуктуирующими параметрами угол падения лучей на диспергирующий элемент 3 непрерывно меняется. При этом положение изоб-. ражения источника 1, соответствующее каждой спектральной составляющей, также непрерывно изменяется. С помощью щелевой диафрагмы 5 выделяют по оси Х участок спектра(Л и. + СГЛ) где Лц 4 =Ъ Ы 4 ) ю Л- центральная длина волны излученйя, прошедшего через щелевую диафрагму 5; с 4 - угол падения лучей на диспергирующий элемент 3.С помощью интерферометра 6 Майкель - сона формируют из этой части спектра интерференционную картину. Измеряют фазу интерференционной картины при Фиксированной разности хода лучей.Для измерения Фазы считывают участок интерференционной картины, равный одному периоду. Для этого с помощью электрострикционного элемента 11 перемещают подвижное зеркало 8 интерферометра 6 по пилообразному закону с амплитудой 3 /2. Управляющее напряжение на электрострикционный элемент 11 подают с генератора 12 пилообразного напряжения, синхронизируемого генератором 13 опорного сигнала. Полученный световой сигнал при помощи линзы 14 собирают на приемной площадке Фотодетектора 15. Переменная составляющая сигнала на выходе фотодетектора представляет собой синусоидальный сигнал, фаза которого пропорциональна фазе интерференционной картины при фиксированном значении разности хода лучей. Изменение Фазы интерференционной картины измеряют с помощью электронного фазометра 17, Для этого сигнал с выхода селективного усилителя 16 сравнивают по Фазе с сигналом генератора 13.Результирующий сигнал на выходе фазометра пропорционален изменению фазы интерференционной картины при фиксированной разности хода лучей.Для излучения, прошедшегО через 5 щелевую диафрагму 5, со спектральным составомРИ =АъЫ-бодфаза интерференционной картины Ц 1 рав- " Чда;дЫО-,угад;о,;, ф где функция Ъ б) описывает форму спектральной линии со средним боу6 = 11 - волновое число;6-.- 1Ао,1 (15Ьо- фиксированная разностьхода лучей;А - постоянный коэффициент.Поскольку: Ь (с), то изменение фазы интерферейционной картины при фиксированной разности хода лучей характеризует изменение угла прихода излучения9,.1 д,о,дь 16-6)=д, д, (ф 125Для определения флуктуаций угла рихода излучения шкалу регистрируюдего устройства 18 непосредственно градуируют в единицах углов.Предлагаемый способ обеспечивает измерение с выосокой точностью флуктуаций угла прихода излучения по спектральному составу излучения, прошедшего через щелевую диафрагму, независимо от степени поглощения излуче ния в среде, а также возможность,исследования среды малой протяженности.фФормула изобретенияСпособ измерения флуктуаций углаприхода излучения, основанный на пропускании излучения от точечного источника света через среду с флуктуирующими параметрами и формировании изображения источника, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повыше ния точности измерений, преобразуютизлучение от точечного источника так,чтобы параллельный пучок лучей, пропущенный через среду с флуктуирующими параметрами, разлагался на монохроматические спектральные составляющие, для которых формируют изображение источника, выделяют участок иэображений источника, по которому формируют интерференционную карину и измеряют ее фазу при фиксированной разности хода лучей.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Стасенко В. Н. Применение теневого прибора для определения характеристик турбулентности. "ПМГФ",1970, 9 3, с, 152.2. Бовшеверов В. М., Гурвич А.С.,Каллистратова М. А. Экспериментальное исследование "дрожания" искусственного источника света. "Радиофизика", 1961, т. 4, У 5, с. 886868496Составитель К. РогожинРедактор Т. Мермелштайн Техред М. Рейвес КорректоР у.ПономаренкоЗаказ 8309/58 Тираж 910 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4